أداء نظام الری بالتنقیط بالطاقة الشمسیة لإنتاج محصول الذرة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

مدرس الهندسة الزراعیة- کلیة الزراعة- جامعة کفرالشیخ- مصر.

المستخلص

اصبح استخدام الطاقة الشمسیة مع انظمة الری الحدیث امر جوهریا لری التربة لانتاج المحاصیل الحقلیة. تم اجراء تجربة حقلیة بمزرعة کلیة الزراعة بمحافظة کفر الشیخ خلال الموسم الصیفی 2014/2015م بهدف دارسة أداء الخلایا الشمسیة لتشغیل طلمبة غاطسة وانواع خطوط مختلفة للری بالتنقیط علی انتاجیة محصول الذرة الشامیة وکفاءة استخدام میاه الری تحت ظروف التربة الطینیة. وکانت معاملات التجربة ثلاثة أنواع من خطوط التنقیط (شریط تنقیط من نوع تی وشریط من نوع ایفا وخط تنقیط مرکب علیة نقاطات علم). وثلاثة ضواغط تشغیل منخفضة (1، 1.5، 2متر) لتعمل المنظومة بالطاقة الشمسیة المباشرة دون تخزین فی بطاریات. وکانت مؤشرات التجربة هی القدرة الناتجة من الخلیة الشمسیة ، کفاءة الخلیة الشمسیة، تصرف الطلمبة، الضاغط الدینامیکی الکلی، القدرة الهیدرولیکیة ، کفاءة المنظومة، علاقة الضغط بالتصرف، معاملات الاختلاف للنقاطات، انتظامیة التوزیع ، انتاجیة الذرة وکفاءة استخدام میاه الری.
وکانت اهم النتائج المتحصل علیها کالتالی:-

عموما، تزداد القدرة الناتجة بزیادة شدة الاشعاع الشمسی ولکن کفاءة الخلیة الشمسیة تمیل الی الانخفاض.
کانت النتائج المثلی المتحصل علیها لکل من الضاغط الدینامیکی الکلی، القدرة.
الهیدرولیکیة ، والتصرف 2.22م، 18.35 وات ، 51لتر/د علی التوالی.
تحقق اعلی معدل سریان للنقاط (6.44لتر/ساعة) عند ضاغط تشغیل 2م ،تصرف للطلبمة 41لتر/د، قدرة هیدرولیکیة 17.71وات، وقدرة ناتجة من المودیل 62وات لخط تنقیط
من نوع تی.
تحقق اقصی قیمة لکفاءة المنظومة (61.38%) عند ضاغط دینامیکی 1.04م واقصی تصرف 82لتر/د.
کانت اقل قیمة لاختلاف معدل السریان (12.54%) عند تطبیق ضغط تشغیل 1م وخط تنقیط من نوع ایفا.
تحقق اعلی قیمة لانتظامیة التوزیع (94.53%) باستخدام خط تنقیط من نوع ایفا وضغط تشغیل 1م.
بتطبیق خط تنقیط من نوع ایفا وضاغط تشغیل 1م تم الحصول علی اعلی قیمة لانتاجیة الذرة الشامیة (0.833کج/م2) واقصی قیمة لکفاءة استخدام میاه الری (1.71کج/م3) تحت ظرف التجربة.

Abdolzadeh, M. and M. Ameri, (2009). Improving the effectiveness of a photovoltaic water pumping system by spraying water over the front of photovoltaic cells. Renewable Energy, 34(1), 91-9.
Allen, R. G.; L. S. Pereira; D. Raes and M. Smith (1998). Crop evapotranspiration-Guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage paper 56. FAO, Rome, 300(9), D05109.
ASAE. (2001). Test procedure for determining the uniformity of water distribution of center pivot and lateral move irrigation machines equipped with spray or sprinkler nozzles. ANSI/ASAE Standard S436.1, American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, MI.
Bralts, V. F.; I. P. Wu and M. Giltin (1982). Emitter plugging and drip irrigation lateral line hydraulics. Transactions of the ASAE, 25(5), 1274-1281
Burt, C.; A. Clemmens; T. Strelkoff; K. Solomon; R. Bliesner; L. Hardy; T. Howell and D. Eisenhauer (1997). Irrigation Performance Measures: Efficiency and Uniformity. J. Irrig. Drain Eng., 123 :( 6) 423-442.
Egyptian-German Private Sector Development Programme, Prospects of the Renewable Energy Sector in Egypt (2010). Focus on Photovoltaics and Wind Energy. Cairo, Egypt.
Foster, R., & Cota, A. (2014). Solar water pumping advances and comparative economics. Energy Procedia, 57, 1431-1436.‏
Imara, Z. M. and M. A. Eltawil (2006). Performance of small scale SPV-Powered-drip irrigation system for remote regions. The 14th Annual conference of the MSAE on "Modern Direction in Agricultural Engineering" Organized with Agric. Eng. Dept., Faculty of Agric. Ain Shams Univ., Egypt, November. 22nd, Misr J. Ag. Eng. 23(4): 1133-1154.  
Irmak, S.; L. Odhiambo; W. Kranz and D. Eisenhauer (2011). Irrigation efficiency and uniformity, and crop water use efficiency‏. University of Nebraska, Lincoln.
James, L. G. (1988). Principles of farm irrigation systems design. John Wiley and Sons Limited. Page, 277.
Karimi, M. and A. Gomrokchi (2011). Yield and water use efficiency of corn planted in one or two rows and applying furrow or drip tape irrigation systems in Ghazvin Province, Iran. Irrigation and Drainage, 60(1), 35-41.‏
Keller J. and D. Karmeli (1974). Trickle irrigation design parameters. Transaction  of the ASAE, 17(4): 674-684.
Lauer, J. (2002). Methods for calculating corn yield. Available online: http://corn. agronomy. wisc. edu/AA/pdfs A, 33.
Mandal, R., and Naskar, R. (2012). A Study of Solar Photovoltaic Application in Irrigation System and Its Performance Analysis in Laboratory Scale.International Journal of Advanced Alternative Energy, Environment and Ecology, 1(1), pp-1.14.
Meah, K.; S. Ula, and S. Barrett (2008). Solar photovoltaic water pumping—opportunities and challenges. Renewable and Sustainable Energy Reviews,12(4), 1162-1175.‏
Pande, P. C.; A. K. Singh; S. Ansari; S. K. Vyas and B. K. Dave (2003). Design development and testing of a solar PV pump based drip system for orchards. Renewable Energy, 28(3), 385-396.‏
Parida, B.; S. Iniyan and R. Goic (2011). A review of solar photovoltaic technologies. Renewable and sustainable energy reviews, 15(3), 1625-1636.
Pitts, D. J. (1997). Evaluation of micro irrigation systems. South West Florida Research and Education Center, University of Florida.
Reca, J.; C. Torrente; R. López-Luque and J. Martínez (2016). Feasibility analysis of a standalone direct pumping photovoltaic system for irrigation in Mediterranean greenhouses. Renewable Energy, 85, 1143-1154.‏
Williamson, E. (2006). Solar power water pump studies for small-scale irrigation (Doctoral dissertation, McGill University).
Wu I-P and Gitlin HM (1973). Hydraulics and uniformity for drip irrigation. J Irrig Drain Eng ASCE 99: 157-168.
Yazar, A.; T. A. Howell; D. A. Dusek and K. S. Copeland (1999). Evaluation of crop water stress index for LEPA irrigated corn. Irrigation Science, 18(4), 171-180.‏